Информация может быть закодирована в самых различных формах. Носителями данных могут быть короткие и длинные звуковые сигналы в азбуке Морзе, выпуклые точки в шрифте Брайля или единицы и нули в компьютерных системах. Теперь ученые продемонстрировали возможность кодирования информации в искусственные молекулы. Технология может лечь в основу программируемых материалов или новых типов компьютеров.
Ключевым компонентом технологии являются материалы, называемые металлоорганическими каркасными структурами (MOF, metal-organic frameworks). Эти пористые сетевидные структуры состоят из ионов металлов, связанных органическими лигандами (структурообразующими частицами).
Как правило, такие структуры используются в качестве экспериментальных “губок” для удаления загрязняющих веществ из воздуха и воды. Но в новом исследовании ученые из Калифорнийского университета в Беркли и Рурского университета Бохума (RUB) попытались сделать их сложными и программируемыми.
Программируемые молекулы
Большинство MOF используют ионы какого-то одного металла. Но идея ученых состоит в том, чтобы создавать структуры с комбинациями различных металлов. Информация, зашифрованная в таких “узорах”, может быть считана специально разработанным устройством-сканером. В общем, базовый принцип записи и считывания данных остается старым, отличается лишь носитель.
В качестве эксперимента команда использовала вариант материала под названием MOF-74. В качестве “битов” данных в нем служат ионы металлов кобальта, кадмия, свинца и марганца. Располагая эти ионы особым образом, ученые смогли сперва записать данные в синтетическую молекулу, а затем считать их с нее.
Интересно, что разработка может служить не только в качестве носителя информации. Технология может быть использована для изготовления программируемых молекул, способных, подобно нанороботам, выполнять сложные последовательности действий.
Например, молекула может использоваться как доставщик лекарств в организм пользователя. Такой доставщик будет высвобождать нужные целебные вещества с разной, предварительно заданной скоростью. Также молекулы могут быть запрограммированы на захват углекислого газа из воздуха и его автоматическое превращение в полезные химические вещества.
Исследование было опубликовано в журнале Science.
Если хотите получать новости через мессенджер, подписывайтесь на новый Telegram-канал iGate
